Astrofizik Notlarım (5) : Maxwell-Boltzmann Eğrisi

Yıldızları anlamak karadelikleri, bulutsuları, beyaz cüceleri, süpernovaları, galaksimizi, galaksileri ve nihayetinde evreni anlamak adına önemlidir. Astronomlar evrendeki en büyük laboratuvara (evrenin bizzat kendisi) sahip olsa da bu laboratuvarı diğer disiplinlerdeki gibi kontrol altında tutup istedikleri gibi deney ve gözlemler yapamazlar maalesef.  Eğer yıldız incelemek isterseniz bir takım sınırlamalarla karşılaşırsınız.

Örneğin yıldızın iç yapısını incelemek doğrudan doğruya mümkün değildir. Çünkü yıldızın merkezine doğru gidildikçe opasite artar. Yani biz sadece yıldızın yüzeyinden ışık alıyoruz. Bu da bize sadece yıldızın atmosferinden bilgi akıyor, demek oluyor. Yıldız atmosferini ve iç yapısını anlamak için bir takım varsayımlarda bulunuyoruz ve özellikle atmosferi anlamak için model(ler) oluşturuyoruz.

Kabul edilen varsayımlardan biri, yeryüzünde geçerli olan fizik yasalarının aynen yıldızlarda da geçerli olduğu varsayımı. Çünkü, yıldız içi dünya koşullarında pek rastlamadığımız sıra dışı fiziksel özelliklere sahip (yüksek sıcaklık, basınç ve kimyasal etkileşimler gibi) bir ortam.

Herhangi bir ortam da ortamın sıcaklığı ile orantılı ölçüde enerji vardır. Enerji varsa (kinetik enerji) bir hızdan söz edilebilir. Fakat söz konusu gazlar ise tek bir hızdan söz etmek mümkün değildir. Yıldız içerisinde çeşitli çarpışmalar sonunda hızı azalan, artan atomlar olduğu gibi bu çarpışmalardan etkilenmeyen parçacıklar da vardır. Dolayısıyla parçacıkların hızı nedir? yerine hızlarının dağılımı nedir? sorusu daha anlamlıdır. Çünkü tek bir hız yoktur. Bu sorunun cevabını J. Clerk Maxwell ve Ludwig Boltzmann hız dağılım eğrisiyle yanıtlamış oldular. Bu eğri yıldız atmosferini anlamak için de kullanılıyor. 

 Yukarıdaki grafikte verilen grafikte V1 hızı maksimum değerdir ve en yüksek hızları temsil eder. V2 hızı ise ortlama hızı temsil eder.  Sıcaklık arttıkça eğrinin maksimumu noktası daha ''yaygın'' hale gelir, çünkü enerji arttığı için daha fazla parçacık muhtemel hıza (V2) yaklaşır.


Eğrinin hız ilişkisi aşağıdaki bağıntılarda verilmiştir.

Tüm Astrofizik Notları için tıklayınız